JP6328093B2 - Spark plug - Google Patents

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Description

本開示は、スパークプラグに関する。   The present disclosure relates to a spark plug.

従来から、内燃機関に、スパークプラグが用いられている。スパークプラグは、例えば、中心電極と接地電極とを備えており、中心電極と接地電極とによって形成される間隙で生じる火花放電によって、混合気が点火される。   Conventionally, spark plugs have been used in internal combustion engines. For example, the spark plug includes a center electrode and a ground electrode, and the air-fuel mixture is ignited by a spark discharge generated in a gap formed by the center electrode and the ground electrode.

国際公開第２０１１／０３３９０２号International Publication No. 2011/033902 特開２００９−２４５７１６号公報JP 2009-245716 A 特開平９−６３７４５号公報JP-A-9-63745

ところで、近年では、燃費向上等の性能向上を図るために、内燃機関等における混合気の高圧縮化が進んでいる。このような内燃機関等では、スパークプラグに印加される電圧が高くなる傾向にある。電圧が高くなると、放電時に流れる電流も大きくなる。この結果、電極が消耗する場合があった。   By the way, in recent years, in order to improve the performance such as the improvement of fuel consumption, the compression of the air-fuel mixture in the internal combustion engine or the like has been advanced. In such an internal combustion engine or the like, the voltage applied to the spark plug tends to increase. As the voltage increases, the current that flows during discharge also increases. As a result, the electrode may be consumed.

本開示は、電極の消耗を抑制することができる技術を開示する。   The present disclosure discloses a technique capable of suppressing consumption of electrodes.

本開示は、例えば、以下の適用例を開示する。   For example, the present disclosure discloses the following application examples.

［適用例１］
軸線の方向に延びる軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸孔の先端から自身の先端が突出するように前記絶縁体の内側に保持された中心電極と、
前記軸孔内の前記中心電極より後端側に配置される抵抗体と、
前記軸孔内の前記抵抗体と前記中心電極との間に配置され前記抵抗体と前記中心電極とを接続するシール部と、
を備え、
前記絶縁体は、
前記先端側に向けて内径が小さくなる縮内径部と、
前記縮内径部の前記先端側に設けられた部分である小内径部と、
を備え、
前記中心電極は、前記小内径部よりも前記後端側に配置され前記小内径部の内径よりも大きな外径を有する部分である頭部を備え、
前記絶縁体の前記縮内径部に前記中心電極の前記頭部が支持されているスパークプラグであって、
前記絶縁体のうち、前記縮内径部と前記小内径部との境界から、前記シール部の後端までの部分である対象部分の前記軸線の方向の長さをＬとし、
前記絶縁体の前記対象部分における前記軸孔の平均内径をＤ１とし、
前記絶縁体の前記対象部分の平均外径をＤ２とし、
Ｃｐ＝Ｌ／ｌｏｇ（Ｄ２／Ｄ１）とした場合に、
１．８ｍｍ≦Ｌであり、かつ、Ｃｐ≦１１ｍｍである、
スパークプラグ。 [Application Example 1]
A cylindrical insulator having an axial hole extending in the direction of the axis;
A center electrode held inside the insulator so that its tip protrudes from the tip of the shaft hole;
A resistor disposed on the rear end side of the center electrode in the shaft hole;
A seal portion disposed between the resistor and the center electrode in the shaft hole and connecting the resistor and the center electrode;
With
The insulator is
A reduced inner diameter portion whose inner diameter decreases toward the tip side;
A small inner diameter portion that is a portion provided on the distal end side of the reduced inner diameter portion;
With
The center electrode includes a head that is disposed on the rear end side of the small inner diameter portion and has a larger outer diameter than the inner diameter of the small inner diameter portion,
A spark plug in which the head portion of the center electrode is supported on the reduced inner diameter portion of the insulator,
Among the insulators, the length in the direction of the axis of the target portion that is a portion from the boundary between the reduced inner diameter portion and the small inner diameter portion to the rear end of the seal portion is L,
The average inner diameter of the shaft hole in the target portion of the insulator is D1,
The average outer diameter of the target portion of the insulator is D2,
When Cp = L / log (D2 / D1),
1.8 mm ≦ L and Cp ≦ 11 mm.
Spark plug.

この構成によれば、絶縁体のうちシール部を囲む部分で形成され得るキャパシタの静電容量が抑制されるので、放電による電極の消耗を抑制できる。   According to this configuration, the capacitance of the capacitor that can be formed in the portion surrounding the seal portion of the insulator is suppressed, so that consumption of the electrode due to discharge can be suppressed.

［適用例２］
適用例１に記載のスパークプラグであって、
前記絶縁体の前記対象部分における前記軸孔の前記軸線に垂直な断面積の最大値をＳとし、
前記シール部と前記中心電極との接触面積をＭとした場合に、
２．０≦Ｍ／Ｓ≦３．０である、
スパークプラグ。 [Application Example 2]
The spark plug according to application example 1,
S is the maximum cross-sectional area perpendicular to the axis of the shaft hole in the target portion of the insulator,
When the contact area between the seal portion and the center electrode is M,
2.0 ≦ M / S ≦ 3.0,
Spark plug.

この構成によれば、断面積の最大値Ｓと接触面積Ｍとの適正化により、放電による電極の消耗を抑制でき、また、スパークプラグの耐久性を向上できる。   According to this configuration, by optimizing the cross-sectional area maximum value S and the contact area M, it is possible to suppress the consumption of the electrode due to the discharge, and to improve the durability of the spark plug.

［適用例３］
適用例１または２に記載のスパークプラグであって、
Ｄ１≦３ｍｍである、スパークプラグ。 [Application Example 3]
The spark plug according to application example 1 or 2,
A spark plug in which D1 ≦ 3 mm.

この構成によれば、平均内径Ｄ１が小さいので、静電容量が適切に抑制される。この結果、放電による電極の消耗を、適切に抑制できる。   According to this configuration, since the average inner diameter D1 is small, the capacitance is appropriately suppressed. As a result, electrode consumption due to discharge can be appropriately suppressed.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、スパークプラグ、スパークプラグを搭載する内燃機関、等の態様で実現することができる。   It should be noted that the present invention can be realized in various modes, such as a spark plug, an internal combustion engine equipped with a spark plug, and the like.

スパークプラグの一実施形態の断面図である。It is sectional drawing of one Embodiment of a spark plug. 図１の断面図のうちの第１シール部６０を含む一部分の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a part including a first seal portion 60 in the cross-sectional view of FIG.

Ａ．実施形態：
Ａ−１．スパークプラグの構成：
図１は、スパークプラグの一実施形態の断面図である。図中には、スパークプラグ１００の中心軸ＣＬが示されている（「軸線ＣＬ」とも呼ぶ）。図示された断面は、中心軸ＣＬを含む平らな断面である。以下、中心軸ＣＬに平行な方向を「軸線ＣＬの方向」、または、単に「軸線方向」または「前後方向」とも呼ぶ。中心軸ＣＬを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、中心軸ＣＬを中心とする円の円周方向を「周方向」とも呼ぶ。中心軸ＣＬに平行な方向のうち、図１における下方向を先端方向Ｄｆ、または、前方向Ｄｆと呼び、上方向を後端方向Ｄｆｒ、または、後方向Ｄｆｒとも呼ぶ。先端方向Ｄｆは、後述する端子金具４０から中心電極２０に向かう方向である。また、図１における先端方向Ｄｆ側をスパークプラグ１００の先端側と呼び、図１における後端方向Ｄｆｒ側をスパークプラグ１００の後端側と呼ぶ。 A. Embodiment:
A-1. Spark plug configuration:
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a spark plug. In the drawing, the center axis CL of the spark plug 100 is shown (also referred to as “axis line CL”). The cross section shown is a flat cross section including the central axis CL. Hereinafter, the direction parallel to the central axis CL is also referred to as “direction of the axis CL”, or simply “axis direction” or “front-rear direction”. The radial direction of the circle centered on the central axis CL is also simply referred to as “radial direction”, and the circumferential direction of the circle centered on the central axis CL is also referred to as “circumferential direction”. Of the directions parallel to the central axis CL, the lower direction in FIG. 1 is referred to as the front end direction Df or the front direction Df, and the upper direction is also referred to as the rear end direction Dfr or the rear direction Dfr. The tip direction Df is a direction from the terminal fitting 40 described later toward the center electrode 20. 1 is referred to as the front end side of the spark plug 100, and the rear end direction Dfr side in FIG. 1 is referred to as the rear end side of the spark plug 100.

スパークプラグ１００は、軸線ＣＬに沿って延びる軸孔１２を有する略円筒状の絶縁体１０と、軸孔１２の先端側で保持される中心電極２０と、軸孔１２の後端側で保持される端子金具４０と、軸孔１２内で中心電極２０と端子金具４０とを電気的に接続する接続部３００と、絶縁体１０の外周側に固定された主体金具５０と、一端が主体金具５０の先端面に接合されるとともに他端が中心電極２０とギャップｇを介して対向するように配置された接地電極３０と、を有している。   The spark plug 100 is held at a substantially cylindrical insulator 10 having a shaft hole 12 extending along the axis CL, a center electrode 20 held at the front end side of the shaft hole 12, and a rear end side of the shaft hole 12. Terminal fitting 40, connecting portion 300 for electrically connecting center electrode 20 and terminal fitting 40 within shaft hole 12, metal fitting 50 fixed to the outer peripheral side of insulator 10, and metal fitting 50 at one end. And a ground electrode 30 disposed so that the other end faces the center electrode 20 with a gap g interposed therebetween.

絶縁体１０は、最大外径を有する大径部１９を有している。大径部１９の先端側には、先端側胴部１７、第１縮外径部１５、脚部１３が、先端側に向かってこの順に接続されている。第１縮外径部１５の外径は、先端側に向かって徐々に小さくなる。大径部１９の後端側には、第２縮外径部１１、後端側胴部１８が、後端側に向かってこの順に接続されている。第２縮外径部１１の外径は、後端側に向かって徐々に小さくなる。第１縮外径部１５の近傍（図１の例では、先端側胴部１７）には、先端側に向かって内径が徐々に小さくなる縮内径部１６が形成されている。絶縁体１０は、機械的強度と、熱的強度と、電気的強度とを考慮して形成されることが好ましく、例えば、アルミナを焼成して形成されている（他の絶縁材料も採用可能である）。   The insulator 10 has a large diameter portion 19 having a maximum outer diameter. At the distal end side of the large diameter portion 19, a distal end side body portion 17, a first reduced outer diameter portion 15, and a leg portion 13 are connected in this order toward the distal end side. The outer diameter of the first reduced outer diameter portion 15 gradually decreases toward the distal end side. On the rear end side of the large diameter portion 19, the second reduced outer diameter portion 11 and the rear end side body portion 18 are connected in this order toward the rear end side. The outer diameter of the second reduced outer diameter portion 11 gradually decreases toward the rear end side. In the vicinity of the first reduced outer diameter portion 15 (in the example of FIG. 1, the distal end side body portion 17), a reduced inner diameter portion 16 is formed in which the inner diameter gradually decreases toward the distal end side. The insulator 10 is preferably formed in consideration of mechanical strength, thermal strength, and electrical strength. For example, the insulator 10 is formed by firing alumina (other insulating materials can also be used). is there).

中心電極２０は、中心軸ＣＬに沿って延びる棒状の軸部２７と、軸部２７の先端に接合された第１チップ２９と、を有している。第１チップ２９は、例えば、レーザ溶接によって、軸部２７に固定されている。軸部２７の後端側には、外径が大きい頭部２４が形成されている。頭部２４の最大外径は、絶縁体１０の脚部１３の内径よりも大きい。頭部２４の前方向Ｄｆ側の面は、絶縁体１０の縮内径部１６によって、支持されている。中心電極２０の先端部は、絶縁体１０の先端よりも前方向Ｄｆに突出している。軸部２７は、外層２１と、外層２１の内周側に配置された芯部２２と、を有している。外層２１は、例えば、ニッケルを主成分として含む合金で形成されている。芯部２２は、外層２１よりも熱伝導率が高い材料（例えば、銅を主成分として含む合金）で形成されている。第１チップ２９は、軸部２７よりも放電に対する耐久性に優れる材料（例えば、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）等の貴金属、タングステン（Ｗ）、それらの金属から選択された少なくとも１種を含む合金）を用いて形成されている。   The center electrode 20 has a rod-shaped shaft portion 27 extending along the center axis CL, and a first tip 29 joined to the tip of the shaft portion 27. The first tip 29 is fixed to the shaft portion 27 by, for example, laser welding. A head portion 24 having a large outer diameter is formed on the rear end side of the shaft portion 27. The maximum outer diameter of the head 24 is larger than the inner diameter of the leg portion 13 of the insulator 10. The surface on the front direction Df side of the head 24 is supported by the reduced inner diameter portion 16 of the insulator 10. The tip of the center electrode 20 protrudes in the forward direction Df from the tip of the insulator 10. The shaft portion 27 includes an outer layer 21 and a core portion 22 disposed on the inner peripheral side of the outer layer 21. The outer layer 21 is made of, for example, an alloy containing nickel as a main component. The core portion 22 is formed of a material having a higher thermal conductivity than the outer layer 21 (for example, an alloy containing copper as a main component). The first chip 29 is made of a material having higher durability against discharge than the shaft portion 27 (for example, at least one selected from noble metals such as iridium (Ir) and platinum (Pt), tungsten (W), and those metals. Alloy).

絶縁体１０の軸孔１２の後端側には、端子金具４０の前方向Ｄｆ側の一部が挿入されている。端子金具４０は、軸線ＣＬに沿って延びる棒状の部材である。端子金具４０は、導電性材料（例えば、低炭素鋼等の金属）を用いて形成されている。   A part of the terminal fitting 40 on the front direction Df side is inserted into the rear end side of the shaft hole 12 of the insulator 10. The terminal fitting 40 is a rod-shaped member extending along the axis CL. The terminal fitting 40 is formed using a conductive material (for example, a metal such as low carbon steel).

絶縁体１０の軸孔１２内において、端子金具４０と中心電極２０との間には、電気的なノイズを抑制するための略円柱形状の抵抗体７０が配置されている。抵抗体７０は、例えば、導電性材料（例えば、炭素粒子）と、セラミック粒子（例えば、ＺｒＯ２）と、ガラス粒子（例えば、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｌｉ２Ｏ−ＢａＯ系のガラス粒子）と、を含む材料を用いて形成されている。抵抗体７０と中心電極２０との間には、導電性の第１シール部６０が配置され、抵抗体７０と端子金具４０との間には、導電性の第２シール部８０が配置されている。シール部６０、８０は、例えば、抵抗体７０の材料に含まれるものと同じガラス粒子と、金属粒子（例えば、Ｃｕ）と、を含む材料を用いて、形成されている。中心電極２０と端子金具４０とは、抵抗体７０とシール部６０、８０とを介して、電気的に接続されている。以下、これらの部材６０、７０、８０の全体を、接続部３００とも呼ぶ。なお、第１シール部６０が特許請求の範囲におけるシール部に相当する。 In the shaft hole 12 of the insulator 10, a substantially cylindrical resistor 70 for suppressing electrical noise is disposed between the terminal fitting 40 and the center electrode 20. The resistor 70 includes, for example, a conductive material (for example, carbon particles), ceramic particles (for example, ZrO 2 ), and glass particles (for example, SiO 2 —B 2 O 3 —Li 2 O—BaO-based glass particles). ). A conductive first seal portion 60 is disposed between the resistor 70 and the center electrode 20, and a conductive second seal portion 80 is disposed between the resistor 70 and the terminal fitting 40. Yes. The seal portions 60 and 80 are formed using a material including, for example, the same glass particles as those included in the material of the resistor 70 and metal particles (for example, Cu). The center electrode 20 and the terminal fitting 40 are electrically connected via the resistor 70 and the seal portions 60 and 80. Hereinafter, the whole of these members 60, 70, and 80 is also referred to as a connection portion 300. The first seal portion 60 corresponds to the seal portion in the claims.

主体金具５０は、軸線ＣＬに沿って延びる貫通孔５９を有する略円筒状の部材である。主体金具５０の貫通孔５９には、絶縁体１０が挿入され、主体金具５０は、絶縁体１０の外周に固定されている。絶縁体１０の先端側の一部は、主体金具５０の先端よりも先端側に位置している。絶縁体１０の後端側の一部は、主体金具５０の後端よりも後端側に位置している。主体金具５０は、導電材料（例えば、低炭素鋼等の金属）を用いて形成されている。   The metal shell 50 is a substantially cylindrical member having a through hole 59 extending along the axis CL. The insulator 10 is inserted into the through hole 59 of the metal shell 50, and the metal shell 50 is fixed to the outer periphery of the insulator 10. A part of the insulator 10 on the front end side is located closer to the front end than the front end of the metal shell 50. A part of the rear end side of the insulator 10 is located on the rear end side with respect to the rear end of the metal shell 50. The metal shell 50 is formed using a conductive material (for example, a metal such as low carbon steel).

主体金具５０は、内燃機関（例えば、ガソリンエンジン）の取付孔に螺合するためのネジ部５２が外周面に形成されている胴部５５を有している。胴部５５の後端側には、座部５４を有している。座部５４とネジ部５２との間には、環状のガスケット５が嵌め込まれている。座部５４の後端側には、変形部５８、工具係合部５１、加締部５３が、後端側に向かってこの順に形成されている。変形部５８は、径方向の外側（中心軸ＣＬから離れる方向）に向かって中央部が突出するように、変形している。工具係合部５１の形状は、スパークプラグレンチが係合する形状（例えば、六角柱）である。加締部５３は、絶縁体１０の第２縮外径部１１よりも後端側に配置され、径方向の内側に向かって屈曲されている。   The metal shell 50 has a body portion 55 having a screw portion 52 formed on the outer peripheral surface thereof for screwing into a mounting hole of an internal combustion engine (for example, a gasoline engine). A seat 54 is provided on the rear end side of the body 55. An annular gasket 5 is fitted between the seat portion 54 and the screw portion 52. On the rear end side of the seat portion 54, a deforming portion 58, a tool engaging portion 51, and a caulking portion 53 are formed in this order toward the rear end side. The deformed portion 58 is deformed so that the center portion protrudes outward in the radial direction (in a direction away from the central axis CL). The shape of the tool engaging portion 51 is a shape (for example, a hexagonal column) with which the spark plug wrench is engaged. The caulking portion 53 is disposed on the rear end side of the second reduced outer diameter portion 11 of the insulator 10 and is bent toward the inner side in the radial direction.

主体金具５０の加締部５３と絶縁体１０の第２縮外径部１１との間には、主体金具５０の内周面と絶縁体１０の外周面とに挟まれた空間ＳＰが形成されている。空間ＳＰ内には、第１後端側パッキン６、タルク（滑石）９、第２後端側パッキン７が、先端側に向かってこの順に配置されている。本実施形態では、これらの後端側パッキン６、７は、鉄製のＣリングである（他の材料も採用可能である）。   A space SP sandwiched between the inner peripheral surface of the metal shell 50 and the outer peripheral surface of the insulator 10 is formed between the crimped portion 53 of the metal shell 50 and the second reduced outer diameter portion 11 of the insulator 10. ing. In the space SP, a first rear end side packing 6, a talc (talc) 9, and a second rear end side packing 7 are arranged in this order toward the front end side. In this embodiment, these rear end side packings 6 and 7 are iron C-rings (other materials are also employable).

主体金具５０の胴部５５には、先端側に向かって内径が徐々に小さくなる縮内径部５６が形成されている。主体金具５０の縮内径部５６と、絶縁体１０の第１縮外径部１５と、の間には、先端側パッキン８が挟まれている。本実施形態では、先端側パッキン８は、鉄製のＯリングである（他の材料（例えば、銅等の金属材料）も採用可能である）。   The body 55 of the metal shell 50 is formed with a reduced inner diameter portion 56 whose inner diameter gradually decreases toward the tip side. The front end packing 8 is sandwiched between the reduced inner diameter portion 56 of the metal shell 50 and the first reduced outer diameter portion 15 of the insulator 10. In this embodiment, the front end side packing 8 is an iron O-ring (other materials (for example, metal materials such as copper) can also be used).

スパークプラグ１００の製造時には、加締部５３が内側に折り曲がるように加締められる。そして、加締部５３が先端方向Ｄｆ側に押圧される。これにより、変形部５８が変形し、パッキン６、７とタルク９とを介して、絶縁体１０が、主体金具５０内で、先端側に向けて押圧される。先端側パッキン８は、第１縮外径部１５と縮内径部５６との間で押圧され、そして、主体金具５０と絶縁体１０との間をシールする。以上により、内燃機関の燃焼室内のガスが、主体金具５０と絶縁体１０との間を通って外に漏れることが、抑制される。また、主体金具５０が、絶縁体１０に、固定される。   When the spark plug 100 is manufactured, the crimping portion 53 is crimped so as to be bent inward. And the crimping part 53 is pressed to the front end direction Df side. Thereby, the deformation | transformation part 58 deform | transforms and the insulator 10 is pressed toward the front end side in the metal shell 50 through the packings 6 and 7 and the talc 9. The front end side packing 8 is pressed between the first reduced outer diameter portion 15 and the reduced inner diameter portion 56 and seals between the metal shell 50 and the insulator 10. As a result, the gas in the combustion chamber of the internal combustion engine is prevented from leaking outside through the metal shell 50 and the insulator 10. In addition, the metal shell 50 is fixed to the insulator 10.

接地電極３０は、棒状の軸部３７と、軸部３７の先端部３１に接合された第２チップ３９と、を有している。軸部３７の一端は、主体金具５０の先端面５７に接合されている（例えば、抵抗溶接）。軸部３７は、主体金具５０から先端方向Ｄｆに向かって延び、中心軸ＣＬに向かって曲がって、先端部３１に至る。先端部３１の中心電極２０の先端部と対向する面には、第２チップ３９が接合されている（例えば、レーザ溶接）。接地電極３０の第２チップ３９と、中心電極２０の第１チップ２９とは、ギャップｇを介して対向している。   The ground electrode 30 has a rod-shaped shaft portion 37 and a second tip 39 joined to the tip portion 31 of the shaft portion 37. One end of the shaft portion 37 is joined to the front end surface 57 of the metal shell 50 (for example, resistance welding). The shaft portion 37 extends from the metal shell 50 toward the distal end direction Df, bends toward the central axis CL, and reaches the distal end portion 31. A second tip 39 is joined to the surface of the tip 31 that faces the tip of the center electrode 20 (for example, laser welding). The second tip 39 of the ground electrode 30 and the first tip 29 of the center electrode 20 are opposed to each other through the gap g.

軸部３７は、軸部３７の表面を形成する母材３５と、母材３５内に埋設された芯部３６と、を有している。母材３５は、芯部３６よりも耐酸化性に優れる材料（例えば、ニッケルを含む合金）で形成されている。芯部３６は、母材３５よりも熱伝導率が高い材料（例えば、純銅、銅合金、等）で形成されている。   The shaft portion 37 includes a base material 35 that forms the surface of the shaft portion 37, and a core portion 36 embedded in the base material 35. The base material 35 is formed of a material (for example, an alloy containing nickel) that has better oxidation resistance than the core portion 36. The core portion 36 is formed of a material (for example, pure copper, copper alloy, etc.) having a higher thermal conductivity than the base material 35.

なお、スパークプラグ１００は、例えば、以下のように製造される。絶縁体１０と、中心電極２０と、端子金具４０と、シール部６０、８０のそれぞれの材料粉末と、抵抗体７０の材料粉末と、を準備する。絶縁体１０の軸孔１２の後端方向Ｄｆｒ側の開口１２ｘ（以下、「後開口１２ｘ」と呼ぶ）から、中心電極２０を挿入する。図１で説明したように、中心電極２０は、絶縁体１０の縮内径部１６によって支持されることによって、軸孔１２内の所定位置に配置される。次に、第１シール部６０、抵抗体７０、第２シール部８０のそれぞれの材料粉末の投入と投入された粉末材料の成形とが、部材６０、７０、８０の順番に、行われる。粉末材料の投入は、軸孔１２の後開口１２ｘから、行われる。投入された粉末材料の成形は、後開口１２ｘから挿入した棒を用いて行われる。材料粉末は、対応する部材の形状と略同じ形状に、成形される。次に、軸孔１２の後開口１２ｘから、端子金具４０の一部を軸孔１２に挿入し、絶縁体１０を、各材料粉末に含まれるガラス成分の軟化点よりも高い所定温度まで加熱し、端子金具４０を前方向Ｄｆへ押圧する。この結果、各材料粉末が圧縮および焼結されて、シール部６０、８０と、抵抗体７０と、のそれぞれが形成される。次に、絶縁体１０の外周にあらかじめ接地電極３０を固定した主体金具５０を組み付ける。次に、接地電極３０を屈曲して、スパークプラグを完成させる。   The spark plug 100 is manufactured as follows, for example. The insulator 10, the center electrode 20, the terminal fitting 40, the material powders of the seal portions 60 and 80, and the material powder of the resistor 70 are prepared. The center electrode 20 is inserted from the opening 12x on the rear end direction Dfr side of the shaft hole 12 of the insulator 10 (hereinafter referred to as “rear opening 12x”). As described in FIG. 1, the center electrode 20 is disposed at a predetermined position in the shaft hole 12 by being supported by the reduced inner diameter portion 16 of the insulator 10. Next, the material powder of each of the first seal part 60, the resistor 70, and the second seal part 80 and the molding of the charged powder material are performed in the order of the members 60, 70, and 80. The powder material is charged from the rear opening 12x of the shaft hole 12. Molding of the charged powder material is performed using a rod inserted from the rear opening 12x. The material powder is formed into substantially the same shape as the corresponding member. Next, a part of the terminal fitting 40 is inserted into the shaft hole 12 from the rear opening 12x of the shaft hole 12, and the insulator 10 is heated to a predetermined temperature higher than the softening point of the glass component contained in each material powder. The terminal fitting 40 is pressed in the forward direction Df. As a result, each material powder is compressed and sintered to form the seal portions 60 and 80 and the resistor 70, respectively. Next, the metal shell 50 having the ground electrode 30 fixed in advance on the outer periphery of the insulator 10 is assembled. Next, the ground electrode 30 is bent to complete the spark plug.

Ａ−２．絶縁体１０の対象部分１０Ｌについて
図２は、図１の断面図のうちの第１シール部６０を含む一部分の拡大図である。図中には、中心電極２０と、絶縁体１０の一部と、第１シール部６０と、抵抗体７０の一部と、主体金具５０の一部と、が示されている。接地電極３０の図示は省略されている。また、中心電極２０の内部構成の図示は省略されている。図中の絶縁体１０の小内径部１４は、縮内径部１６の前方向Ｄｆ側に接続された部分である。小内径部１４の内径は、縮内径部１６の内径以下である。小内径部１４の内周面は、軸線ＣＬにおおよそ平行である。 A-2. Regarding Target Part 10L of Insulator 10 FIG. 2 is an enlarged view of a part including the first seal portion 60 in the cross-sectional view of FIG. In the figure, the center electrode 20, a part of the insulator 10, the first seal portion 60, a part of the resistor 70, and a part of the metal shell 50 are shown. The illustration of the ground electrode 30 is omitted. Further, the illustration of the internal configuration of the center electrode 20 is omitted. A small inner diameter portion 14 of the insulator 10 in the drawing is a portion connected to the front direction Df side of the reduced inner diameter portion 16. The inner diameter of the small inner diameter portion 14 is equal to or smaller than the inner diameter of the reduced inner diameter portion 16. The inner peripheral surface of the small inner diameter portion 14 is approximately parallel to the axis line CL.

また、図中では、絶縁体１０の一部分である対象部分１０Ｌが、濃いハッチングで示されている。対象部分１０Ｌは、絶縁体１０のうちの第１シール部６０を囲む部分に対応している。このような対象部分１０Ｌとしては、絶縁体１０のうち、縮内径部１６と小内径部１４との境界Ｐ１から、第１シール部６０の後端Ｐ２までの部分が採用される。すなわち、対象部分１０Ｌは、絶縁体１０のうち、軸線ＣＬに平行な方向の位置が境界Ｐ１から後端Ｐ２までの範囲内である部分である。図中の右部には、境界Ｐ１の近傍を示す拡大図が示されている。図示するように、縮内径部１６と小内径部１４との接続部分は、面取りされ得る。この場合、中心軸ＣＬを含む平らな断面上において、縮内径部１６の表面（すなわち、内周面）を表す線のうちの直線部分１６Ｌと、小内径部１４の表面（すなわち、内周面）を表す線のうちの直線部分１４Ｌとを、延長して得られる交点が、境界Ｐ１として採用される。   Further, in the drawing, the target portion 10L, which is a part of the insulator 10, is indicated by dark hatching. The target portion 10L corresponds to a portion surrounding the first seal portion 60 in the insulator 10. As such a target portion 10L, a portion of the insulator 10 from the boundary P1 between the reduced inner diameter portion 16 and the small inner diameter portion 14 to the rear end P2 of the first seal portion 60 is employed. That is, the target portion 10L is a portion of the insulator 10 whose position in the direction parallel to the axis line CL is within the range from the boundary P1 to the rear end P2. In the right part of the figure, an enlarged view showing the vicinity of the boundary P1 is shown. As shown in the figure, the connecting portion between the reduced inner diameter portion 16 and the small inner diameter portion 14 can be chamfered. In this case, on a flat cross section including the central axis CL, the straight portion 16L of the line representing the surface (ie, the inner peripheral surface) of the reduced inner diameter portion 16 and the surface (ie, the inner peripheral surface) of the small inner diameter portion 14. An intersection obtained by extending the straight line portion 14L of the line representing the) is adopted as the boundary P1.

対象部分１０Ｌの内周側には、第１シール部６０が配置され、対象部分１０Ｌの外周側は、主体金具５０に囲まれている。第１シール部６０と主体金具５０とは、対象部分１０Ｌを挟んだキャパシタを形成している（以下「キャパシタＣ」と呼ぶ）。スパークプラグ１００に高電圧が印加された場合には、このキャパシタＣは、放電前に、電圧に応じた電荷を蓄える。そして、放電時には、蓄えられた電荷が電流となる。また、抵抗体７０は、第１シール部６０の後方向Ｄｆｒ側に配置されている。従って、キャパシタＣに蓄えられた電荷は、抵抗体７０に制限されずに、電極２０、３０を流れることができる。従って、キャパシタＣの静電容量が大きい場合には、放電時に電極２０、３０に大きな電流が流れるので、電極２０、３０が消耗しやすい。   The first seal portion 60 is disposed on the inner peripheral side of the target portion 10L, and the outer peripheral side of the target portion 10L is surrounded by the metal shell 50. The first seal portion 60 and the metal shell 50 form a capacitor with the target portion 10L interposed therebetween (hereinafter referred to as “capacitor C”). When a high voltage is applied to the spark plug 100, the capacitor C stores a charge corresponding to the voltage before discharging. And at the time of discharge, the stored electric charge becomes a current. Further, the resistor 70 is disposed on the rear direction Dfr side of the first seal portion 60. Therefore, the electric charge stored in the capacitor C can flow through the electrodes 20 and 30 without being restricted by the resistor 70. Therefore, when the capacitance of the capacitor C is large, a large current flows through the electrodes 20 and 30 during discharge, so that the electrodes 20 and 30 are easily consumed.

キャパシタＣの静電容量は、以下に説明するように、対象部分１０Ｌの形状を円筒で近似し、そして、対象部分１０Ｌと主体金具５０との間の隙間が十分に小さいと仮定して、近似的に算出可能である。図中には、対象部分１０Ｌの長さＬと平均内径Ｄ１と平均外径Ｄ２とが示されている。長さＬは、対象部分１０Ｌの軸線ＣＬに平行な方向の長さである。平均内径Ｄ１は、対象部分１０Ｌにおける軸孔１２の平均内径であり、平均外径Ｄ２は、対象部分１０Ｌの平均外径である。平均内径Ｄ１は、対象部分１０Ｌの先端から後端までの全範囲から軸線ＣＬに平行に０．１ｍｍ間隔で選択された複数の位置での内径の平均値である。平均外径Ｄ２は、同様に、対象部分１０Ｌの先端から後端までの全範囲から軸線ＣＬに平行に０．１ｍｍ間隔で選択された複数の位置での外径の平均値である。   The capacitance of the capacitor C is approximated assuming that the shape of the target portion 10L is approximated by a cylinder and that the gap between the target portion 10L and the metal shell 50 is sufficiently small, as will be described below. Can be calculated automatically. In the figure, the length L, the average inner diameter D1, and the average outer diameter D2 of the target portion 10L are shown. The length L is a length in a direction parallel to the axis CL of the target portion 10L. The average inner diameter D1 is the average inner diameter of the shaft hole 12 in the target portion 10L, and the average outer diameter D2 is the average outer diameter of the target portion 10L. The average inner diameter D1 is an average value of the inner diameters at a plurality of positions selected at intervals of 0.1 mm in parallel to the axis CL from the entire range from the front end to the rear end of the target portion 10L. Similarly, the average outer diameter D2 is an average value of the outer diameters at a plurality of positions selected at intervals of 0.1 mm parallel to the axis CL from the entire range from the front end to the rear end of the target portion 10L.

ここで、対象部分１０Ｌが、長さＬ、平均内径Ｄ１、平均外径Ｄ２によって表される円筒であると仮定する。このような円筒キャパシタの静電容量は、２πεＬ／ｌｏｇ（Ｄ２／Ｄ１）で表される。εは対象部分１０Ｌの誘電率である。また、ｌｏｇの底は１０である。以下、静電容量の計算式から定数「２πε」を省略した式「Ｌ／ｌｏｇ（Ｄ２／Ｄ１）」で表される値を、近似容量評価値Ｃｐ、あるいは、単に、容量評価値Ｃｐとも呼ぶ（単位は、ｍｍ）。上記の静電容量は、容量評価値Ｃｐに比例する。従って、容量評価値Ｃｐが大きいほど、放電時の電流が大きく、そして、電極２０、３０が消耗しやすいと推定される。電極２０、３０の消耗を抑制するためには、容量評価値Ｃｐが小さくなるように、絶縁体１０を構成することが好ましい。   Here, it is assumed that the target portion 10L is a cylinder represented by a length L, an average inner diameter D1, and an average outer diameter D2. The capacitance of such a cylindrical capacitor is represented by 2πεL / log (D2 / D1). ε is the dielectric constant of the target portion 10L. The bottom of log is 10. Hereinafter, a value represented by an expression “L / log (D2 / D1)” obtained by omitting the constant “2πε” from the calculation formula of the capacitance is also referred to as an approximate capacity evaluation value Cp or simply as a capacity evaluation value Cp. (Unit is mm). The capacitance is proportional to the capacitance evaluation value Cp. Therefore, it is estimated that the larger the capacity evaluation value Cp, the larger the current during discharge and the more likely the electrodes 20 and 30 are consumed. In order to suppress consumption of the electrodes 20 and 30, it is preferable to configure the insulator 10 so that the capacity evaluation value Cp becomes small.

Ｂ．評価試験：
スパークプラグ１００のサンプルを用いた評価試験について説明する。以下の表１は、サンプルの構成と、ギャップ試験の結果と、負荷寿命試験の結果と、を示している。 B. Evaluation test:
An evaluation test using a sample of the spark plug 100 will be described. Table 1 below shows the sample configuration, the results of the gap test, and the results of the load life test.

Figure 0006328093
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表１中の「Ｎｏ．」は、サンプルの種類の番号である（１番から１５番）。Ｄ１、Ｄ２、Ｌ、Ｃｐは、それぞれ、図２で説明した平均内径Ｄ１と平均外径Ｄ２と長さＬと容量評価値Ｃｐとである。表１に示すように、１５種類のサンプルの間では、Ｄ１、Ｄ２、Ｌ、Ｃｐの少なくとも１つが異なっている。Ｄ１、Ｄ２、Ｌ、Ｃｐが異なっている点以外の構成は、１５種類のサンプルの間で共通であった。   “No.” in Table 1 is the number of the sample type (No. 1 to No. 15). D1, D2, L, and Cp are the average inner diameter D1, the average outer diameter D2, the length L, and the capacity evaluation value Cp described with reference to FIG. As shown in Table 1, at least one of D1, D2, L, and Cp is different among the 15 types of samples. The configuration other than the difference in D1, D2, L, and Cp was common among the 15 types of samples.

ギャップ試験に関しては、ギャップ増加量の低減率（単位は％）と、判定結果と、が示されている。ギャップ試験では、各サンプルは、圧力が３ＭＰａの空気中に配置された。そして、６０Ｈｚの周期で２０時間に亘って、放電が繰り返された。この放電の繰り返しによって、中心電極２０と接地電極３０との間のギャップｇの距離が増加した（すなわち、電極２０、３０が消耗した）。放電の繰り返しの前のギャップｇの距離と、放電の繰り返しの後のギャップｇの距離とが、それぞれ、ピンゲージによって測定された。ギャップ試験では、１種類のサンプルのために、同じ構成を有する３個のサンプルが試験された。そして、３個のサンプルのギャップｇの距離の増加量の平均値を、その種類のサンプルのギャップｇの距離の増加量として採用した（以下「ギャップ増加量」ともいう）。このギャップ増加量を、３番のギャップ増加量を基準とする低減率を用いて、評価した。具体的には、計算式「（（３番の増加量−サンプルの増加量）／３番の増加量）×１００（単位は、％）」に従って、表１中のギャップ増加量の低減率を算出した。このギャップ増加量の低減率が正値であることは、サンプルのギャップ増加量が３番のギャップ増加量よりも小さかったこと、すなわち、電極２０、３０の消耗が３番と比べて抑制されたことを、示している。そして、ギャップ増加量の低減率が大きいほど、ギャップ増加量が小さく、電極２０、３０の消耗が抑制されている。ギャップ試験のＡ判定からＤ判定のそれぞれの基準は、以下の通りである。
Ａ判定： ギャップ増加量の低減率≧２０％
Ｂ判定：２０％＞ギャップ増加量の低減率≧１０％
Ｃ判定：１０％＞ギャップ増加量の低減率≧０％
Ｄ判定： ０％＞ギャップ増加量の低減率 Regarding the gap test, the reduction rate of the gap increase amount (unit:%) and the determination result are shown. In the gap test, each sample was placed in air with a pressure of 3 MPa. And discharge was repeated over 20 hours with a period of 60 Hz. By repeating this discharge, the distance of the gap g between the center electrode 20 and the ground electrode 30 was increased (that is, the electrodes 20 and 30 were consumed). The distance of the gap g before the repetition of the discharge and the distance of the gap g after the repetition of the discharge were each measured by a pin gauge. In the gap test, three samples having the same configuration were tested for one type of sample. Then, the average value of the increase amounts of the gaps g of the three samples was adopted as the increase amount of the distances of the gaps g of the samples (hereinafter also referred to as “gap increase amount”). This gap increase was evaluated using a reduction rate based on the third gap increase. Specifically, according to the calculation formula “((No. 3 increase amount−Sample increase amount) / No. 3 increase amount) × 100 (Unit:%)”, the reduction rate of the gap increase amount in Table 1 is calculated. Calculated. The fact that the reduction rate of the gap increase amount is a positive value means that the sample gap increase amount was smaller than the No. 3 gap increase amount, that is, consumption of the electrodes 20 and 30 was suppressed as compared with No. 3. It is shown that. As the reduction rate of the gap increase amount is larger, the gap increase amount is smaller and the consumption of the electrodes 20 and 30 is suppressed. Each standard of A judgment to D judgment of the gap test is as follows.
A judgment: Reduction rate of gap increase amount ≧ 20%
B determination: 20%> gap increase reduction rate ≧ 10%
C judgment: 10%> gap increase reduction rate ≧ 0%
D judgment: 0%> Reduction rate of gap increase

負荷寿命試験は、ＪＩＳ Ｂ８０３１：２００６（内燃機関−スパークプラグ）の７．１３、７．１４の規定に従って行われた。具体的には、７．１３の規定に従って抵抗値が測定された後、７．１４の規定に従って負荷試験が行われた。負荷試験では、２０ｋＶの電圧の印加による放電が、１．３×１０７回行われ、その後、サンプルが１時間放置された。その後、７．１３の規定に従って、負荷試験後の抵抗値が測定された。そして、負荷試験前の抵抗値に対する抵抗値の変化率が算出された。なお、負荷寿命試験では、１種類のサンプルの変化率の算出のために、１個のサンプルが試験された。表１中では、Ａ評価は、変化率が−３０％以上、＋３０％以下の範囲内であることを示し、Ｂ評価は、変化率が、その範囲外であることを示している。 The load life test was performed according to the provisions of JIS B8031: 2006 (internal combustion engine-spark plug) 7.13, 7.14. Specifically, after the resistance value was measured according to the provision of 7.13, a load test was performed according to the provision of 7.14. In the load test, discharge by applying a voltage of 20 kV was performed 1.3 × 10 7 times, and then the sample was left for 1 hour. Thereafter, the resistance value after the load test was measured according to the provision of 7.13. And the change rate of the resistance value with respect to the resistance value before the load test was calculated. In the load life test, one sample was tested to calculate the rate of change of one type of sample. In Table 1, A evaluation shows that change rate is in the range of -30% or more and + 30% or less, and B evaluation shows that change rate is outside the range.

表１に示すように、長さＬが長いほど、負荷寿命試験の判定結果が良好であった。この理由は、対象部分１０Ｌの長さＬが長い場合には、第１シール部６０の長さが長いので、第１シール部６０の耐久性が向上するからだと推定される。Ａ判定を実現した長さＬは、１．８、２．０、３．０、４．０、４．５、５．０（ｍｍ）であった。これらの値から任意に選択された値を、長さＬの好ましい範囲の下限として採用可能である。例えば、長さＬとしては、１．８ｍｍ以上の値を採用してもよい。また、Ａ判定が得られた上記の値から、長さＬの好ましい範囲の上限を選択してもよい。例えば、長さＬとしては、５．０ｍｍ以下の値を採用してもよい。ただし、Ｌ＞５．０ｍｍであってもよい。   As shown in Table 1, the longer the length L, the better the determination result of the load life test. The reason is presumed that when the length L of the target portion 10L is long, the durability of the first seal portion 60 is improved because the length of the first seal portion 60 is long. The length L which realized A determination was 1.8, 2.0, 3.0, 4.0, 4.5, 5.0 (mm). A value arbitrarily selected from these values can be adopted as the lower limit of the preferable range of the length L. For example, the length L may be 1.8 mm or more. Moreover, you may select the upper limit of the preferable range of length L from said value from which A determination was obtained. For example, the length L may be a value of 5.0 mm or less. However, L> 5.0 mm may be sufficient.

また、表１に示すように、容量評価値Ｃｐが小さいほど、ギャップ試験の判定結果が良好であった。この理由は、上述したように、容量評価値Ｃｐが小さい場合には、容量評価値Ｃｐが大きい場合と比べて、放電時に電極２０、３０に流れる電流が抑制されるからだと推定される。Ａ判定、または、Ｂ判定を実現した容量評価値Ｃｐは、３．５、４．７、５．０、５．４、７．３、９．９、１０．４、１１．０（ｍｍ）であった。これらの値から任意に選択された値を、容量評価値Ｃｐの好ましい範囲の上限として採用可能である。例えば、容量評価値Ｃｐとしては、１１ｍｍ以下の値を採用してもよい。また、Ａ判定を実現した値（３．５、４．７、５．０、５．４、７．３、９．９（ｍｍ））から、好ましい範囲の上限を採用してもよい。例えば、容量評価値Ｃｐとしては、９．９ｍｍ以下の値を採用してもよい。また、Ａ判定、または、Ｂ判定が得られた上記の値から、容量評価値Ｃｐの好ましい範囲の下限を選択してもよい。例えば、容量評価値Ｃｐとしては、３．５ｍｍ以上の値を採用してもよい。ただし、Ｃｐ＜３．５ｍｍであってもよい。   Further, as shown in Table 1, the smaller the capacity evaluation value Cp, the better the determination result of the gap test. The reason for this is presumed that, as described above, when the capacity evaluation value Cp is small, the current flowing through the electrodes 20 and 30 during discharge is suppressed as compared with the case where the capacity evaluation value Cp is large. The capacity evaluation values Cp that realize the A determination or the B determination are 3.5, 4.7, 5.0, 5.4, 7.3, 9.9, 10.4, 11.0 (mm). Met. A value arbitrarily selected from these values can be adopted as the upper limit of the preferable range of the capacity evaluation value Cp. For example, a value of 11 mm or less may be adopted as the capacity evaluation value Cp. Moreover, you may employ | adopt the upper limit of a preferable range from the value (3.5, 4.7, 5.0, 5.4, 7.3, 9.9 (mm)) which implement | achieved A determination. For example, a value of 9.9 mm or less may be adopted as the capacity evaluation value Cp. Moreover, you may select the minimum of the preferable range of the capacity | capacitance evaluation value Cp from said value from which A determination or B determination was obtained. For example, a value of 3.5 mm or more may be adopted as the capacity evaluation value Cp. However, Cp <3.5 mm may be sufficient.

なお、容量評価値Ｃｐが上記の好ましい範囲内であれば、対象部分１０Ｌの形状に拘わらずに、キャパシタＣに蓄積される電荷の量を小さくできる。従って、容量評価値Ｃｐが上記の好ましい範囲内であれば、平均内径Ｄ１と平均外径Ｄ２とに関わらずに、放電時の電流を抑制でき、そして、電極２０、３０の消耗を抑制できると推定される。従って、平均内径Ｄ１は、上記の１５種類のサンプルの平均内径Ｄ１が分布する２．７ｍｍ以上、３．９ｍｍ以下の範囲内であってもよく、その範囲外であってもよい。同様に、平均外径Ｄ２は、上記の１５種類のサンプルの平均外径Ｄ２が分布する６．３ｍｍ以上９．２ｍｍ以下の範囲内であってもよく、その範囲外であってもよい。例えば、平均内径Ｄ１が３ｍｍ以下であってもよい。   If the capacitance evaluation value Cp is within the above preferable range, the amount of charge accumulated in the capacitor C can be reduced regardless of the shape of the target portion 10L. Therefore, if the capacity evaluation value Cp is within the above preferable range, the current during discharge can be suppressed and the consumption of the electrodes 20 and 30 can be suppressed regardless of the average inner diameter D1 and the average outer diameter D2. Presumed. Therefore, the average inner diameter D1 may be within a range of 2.7 mm or more and 3.9 mm or less in which the average inner diameter D1 of the 15 types of samples is distributed, or may be outside the range. Similarly, the average outer diameter D2 may be within the range of 6.3 mm or more and 9.2 mm or less in which the average outer diameter D2 of the 15 types of samples is distributed, or may be outside the range. For example, the average inner diameter D1 may be 3 mm or less.

次に、スパークプラグ１００のサンプルを用いた別の評価試験について説明する。以下の表２は、サンプルの構成と、耐衝撃試験の判定結果と、生産性試験の結果と、を示している。   Next, another evaluation test using a sample of the spark plug 100 will be described. Table 2 below shows the configuration of the sample, the determination result of the impact resistance test, and the result of the productivity test.

Figure 0006328093
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表２中の「Ｎｏ．」は、サンプルの種類の番号である（１６番から２５番）。接触面積Ｍは、第１シール部６０（図２）と中心電極２０との接触面積である。最大断面積Ｓは、対象部分１０Ｌにおける軸孔１２の軸線ＣＬに垂直な断面積の最大値である。比率Ｍ／Ｓは、最大断面積Ｓに対する接触面積Ｍの比率である。１６番から２２番の７種類のサンプルは、表１の１０番のサンプルの中心電極２０（図２）の後方向Ｄｆｒ側の端面の形状を変更したものである。１６番から２２番のＤ１、Ｄ２、Ｌは、１０番のＤ１、Ｄ２、Ｌとそれぞれ同じである（なお、１０番のＭ、Ｓ、Ｍ／Ｓは、１６番のＭ、Ｓ、Ｍ／Ｓと、それぞれ同じである）。２３番から２５番の３種類のサンプルは、表１の１１番のサンプルの中心電極２０の後方向Ｄｆｒ側の端面２８の形状を変更したものである。２３番から２５番のＤ１、Ｄ２、Ｌは、１１番のＤ１、Ｄ２、Ｌとそれぞれ同じである（なお、１１番のＭ、Ｓ、Ｍ／Ｓは、２３番のＭ、Ｓ、Ｍ／Ｓと、それぞれ同じである）。中心電極２０の端面２８の形状を変更することによって、接触面積Ｍが変化する。本評価試験のサンプルでは、端面２８は、前方向Ｄｆに向かって凹んだ凹部状に形成されており、この凹部の深さを調整することによって、接触面積Ｍが調整された。   “No.” in Table 2 is a sample type number (No. 16 to No. 25). The contact area M is a contact area between the first seal portion 60 (FIG. 2) and the center electrode 20. The maximum cross-sectional area S is the maximum value of the cross-sectional area perpendicular to the axis CL of the shaft hole 12 in the target portion 10L. The ratio M / S is the ratio of the contact area M to the maximum cross-sectional area S. Seven types of samples from No. 16 to No. 22 are obtained by changing the shape of the end face on the rear direction Dfr side of the center electrode 20 (FIG. 2) of the No. 10 sample in Table 1. D1, D2, and L of No. 16 to No. 22 are the same as D1, D2, and L of No. 10, respectively (Note that No. 10, M, S, and M / S are No. 16, M, S, M / S, respectively) And S are the same). Three types of samples from No. 23 to No. 25 are obtained by changing the shape of the end face 28 on the rear direction Dfr side of the center electrode 20 of the No. 11 sample in Table 1. D1, D2, and L of No. 23 to No. 25 are the same as D1, D2, and L of No. 11, respectively (Note that M, S, and M / S of No. 11 are M, S, M / S of No. 23, respectively. And S are the same). The contact area M changes by changing the shape of the end face 28 of the center electrode 20. In the sample of this evaluation test, the end face 28 is formed in a concave shape that is recessed toward the front direction Df, and the contact area M is adjusted by adjusting the depth of the concave portion.

なお、図２の実施形態では、中心電極２０は、軸線ＣＬを中心とする回転体である。すなわち、軸線ＣＬを含む平らな断面における中心電極２０の形状は、断面の方向に関わらずに、おおよそ同じである。この場合、接触面積Ｍは、例えば、以下のように算出可能である。図２中の太線で示された接触線６２は、第１シール部６０と中心電極２０との接触面を表す線である。この接触線６２を、軸線ＣＬを中心に１８０度回転させる場合に、回転する接触線６２によって表される立体形状（回転体とも呼ばれる）は、第１シール部６０と中心電極２０との接触面の形状を、良く近似している。この立体形状の面積は、接触面積Ｍの良い近似値である。この立体形状の面積は、接触線６２の形状から算出可能である。例えば、接触線６２を、複数の所定長（例えば、０．１ｍｍ）の直線分で形成された折れ線で近似する。そして、立体形状のうちの１個の直線分で形成される部分の面積を、円錐台の側面の面積と同様に算出する。そして、複数の直線分のそれぞれから得られる面積の合計値を、接触面積Ｍとして算出する。なお、接触線６２を折れ線で近似する方法としては、公知の方法を採用すればよい。   In the embodiment of FIG. 2, the center electrode 20 is a rotating body centered on the axis line CL. That is, the shape of the center electrode 20 in the flat cross section including the axis CL is approximately the same regardless of the direction of the cross section. In this case, the contact area M can be calculated as follows, for example. A contact line 62 indicated by a thick line in FIG. 2 is a line representing a contact surface between the first seal portion 60 and the center electrode 20. When the contact line 62 is rotated 180 degrees around the axis CL, the three-dimensional shape represented by the rotating contact line 62 (also referred to as a rotating body) is the contact surface between the first seal portion 60 and the center electrode 20. The shape of is closely approximated. The area of this three-dimensional shape is a good approximation of the contact area M. The area of this three-dimensional shape can be calculated from the shape of the contact line 62. For example, the contact line 62 is approximated by a broken line formed by a plurality of straight segments of a predetermined length (for example, 0.1 mm). Then, the area of the portion formed by one straight line portion of the three-dimensional shape is calculated in the same manner as the area of the side surface of the truncated cone. Then, the total value of the areas obtained from each of the plurality of straight line segments is calculated as the contact area M. In addition, what is necessary is just to employ | adopt a well-known method as a method of approximating the contact line 62 with a broken line.

耐衝撃試験は、以下の通りである。まず、表１のギャップ試験と同じ試験を行った。その後、ＪＩＳ Ｂ８０３１：２００６の７．４に規定された耐衝撃性試験を、３回繰り返した。これらの試験の後に、中心電極２０が絶縁体１０にしっかり固定されているか否かを確認した。Ａ判定は、中心電極２０が絶縁体１０にしっかり固定されていることを示している。Ｂ判定は、中心電極２０が絶縁体１０に対して動くことを示している。耐衝撃試験では、１種類のサンプルの判定のために、１個のサンプルが試験された。   The impact resistance test is as follows. First, the same test as the gap test in Table 1 was performed. Thereafter, the impact resistance test defined in 7.4 of JIS B8031: 2006 was repeated three times. After these tests, it was confirmed whether or not the center electrode 20 was firmly fixed to the insulator 10. The A determination indicates that the center electrode 20 is firmly fixed to the insulator 10. The B determination indicates that the center electrode 20 moves with respect to the insulator 10. In the impact resistance test, one sample was tested to determine one type of sample.

生産性試験では、３０個のサンプルを製造した場合の不良発生数が評価された。製造したサンプルの中心電極２０と端子金具４０との間の電気抵抗が、所定の適正範囲の上限値以上の所定の閾値以上である場合に、そのサンプルが不良であると判定された。Ａ判定は、不良発生数が０個であることを示し、Ｂ判定は、不良発生数が１個であることを示し、Ｃ判定は、不良発生数が２個以上であることを示している。   In the productivity test, the number of defects generated when 30 samples were manufactured was evaluated. When the electrical resistance between the center electrode 20 and the terminal fitting 40 of the manufactured sample is equal to or higher than a predetermined threshold value that is equal to or higher than the upper limit value of the predetermined appropriate range, the sample is determined to be defective. A determination indicates that the number of defective occurrences is zero, B determination indicates that the number of defective occurrences is one, and C determination indicates that the number of defective occurrences is two or more. .

表２に示すように、比率Ｍ／Ｓが大きいほど、耐衝撃判定が良好であった。この理由は、比率Ｍ／Ｓが大きい場合には、中心電極２０と第１シール部６０とのそれぞれの外径に対する中心電極２０と第１シール部６０との接触面積Ｍが大きいので、中心電極２０と第１シール部６０との密着性が向上するからである。Ａ判定を実現した比率Ｍ／Ｓは、２．０、２．５、２．７、２．８、３．０、３．１、３．２であった。これらの値から任意に選択された値を、比率Ｍ／Ｓの好ましい範囲の下限として採用可能である。例えば、比率Ｍ／Ｓとしては、２．０以上の値を採用してもよい。   As shown in Table 2, the greater the ratio M / S, the better the impact resistance determination. This is because, when the ratio M / S is large, the contact area M between the center electrode 20 and the first seal portion 60 with respect to the outer diameters of the center electrode 20 and the first seal portion 60 is large. This is because the adhesion between 20 and the first seal portion 60 is improved. The ratio M / S that achieved A determination was 2.0, 2.5, 2.7, 2.8, 3.0, 3.1, and 3.2. A value arbitrarily selected from these values can be adopted as the lower limit of the preferable range of the ratio M / S. For example, a value of 2.0 or more may be adopted as the ratio M / S.

また、表２に示すように、比率Ｍ／Ｓが小さいほど、生産性の判定結果が良好であった。この理由は、以下のように推定される。比率Ｍ／Ｓが大きい場合には、比率Ｍ／Ｓが小さい場合と比べて、中心電極２０の端面２８の凹部が深い。凹部が深い場合、スパークプラグ１００の製造時に、第１シール部６０の材料が、凹部の底に届きにくい。従って、中心電極２０と第１シール部６０との間に隙間が形成され得る。この結果、中心電極２０と第１シール部６０との導通不良が生じ易い。生産性のＡ判定またはＢ判定を実現した比率Ｍ／Ｓは、１．８、１．９、２．０、２．５、２．７、２．８、３．０であった。これらの値から任意に選択された値を、比率Ｍ／Ｓの好ましい範囲の上限として採用可能である。例えば、比率Ｍ／Ｓとしては、３．０以下の値を採用してもよい。   Moreover, as shown in Table 2, the smaller the ratio M / S, the better the productivity determination result. The reason is estimated as follows. When the ratio M / S is large, the concave portion of the end face 28 of the center electrode 20 is deeper than when the ratio M / S is small. When the concave portion is deep, the material of the first seal portion 60 is difficult to reach the bottom of the concave portion when the spark plug 100 is manufactured. Therefore, a gap can be formed between the center electrode 20 and the first seal part 60. As a result, poor conduction between the center electrode 20 and the first seal portion 60 is likely to occur. The ratio M / S that achieved the productivity determination A or B was 1.8, 1.9, 2.0, 2.5, 2.7, 2.8, and 3.0. A value arbitrarily selected from these values can be adopted as the upper limit of the preferable range of the ratio M / S. For example, a value of 3.0 or less may be adopted as the ratio M / S.

なお、耐衝撃性と生産性とは、第１シール部６０と中心電極２０との接触面積Ｍから受ける影響が大きく、他の構成から受ける影響は小さいと推定される。例えば、表１の１０番と１１番との間では、平均内径Ｄ１と平均外径Ｄ２と長さＬとの全てが異なっている。そして、表２に示すように、表１の１０番に基づく１６番から２２番のグループと、表１の１１番に基づく２３番から２５番のグループとの、双方のグループにおいて、上記の好ましい範囲内の比率Ｍ／Ｓが、良好な耐衝撃判定と良好な生産性とを実現した。このように、平均内径Ｄ１と平均外径Ｄ２と長さＬとからの影響は、小さいと推定される。さらに、中心電極２０の第１シール部６０に接触する面の形状に関わらず、比率Ｍ／Ｓが大きい場合には、中心電極２０と第１シール部６０との密着性が向上するので、耐衝撃性を向上できる。そして、比率Ｍ／Ｓが小さい場合には、中心電極２０の表面に第１シール部６０の材料が届きにくい部分が形成されることが抑制されるので、生産性を向上できる。このように、比率Ｍ／Ｓの上記の好ましい範囲は、平均内径Ｄ１と平均外径Ｄ２と長さＬとの種々の組み合わせに適用可能であると推定され、そして、中心電極２０の第１シール部６０に接触する面の種々の形状に適用可能であると推定される。ただし、比率Ｍ／Ｓが、上記の好ましい範囲外であってもよい。   In addition, it is estimated that impact resistance and productivity are greatly affected by the contact area M between the first seal portion 60 and the center electrode 20 and are not significantly affected by other configurations. For example, the average inner diameter D1, the average outer diameter D2, and the length L are all different between No. 10 and No. 11 in Table 1. And, as shown in Table 2, the above-mentioned preferable in both the groups of No. 16 to No. 22 based on No. 10 in Table 1 and the Nos. 23 to 25 group based on No. 11 of Table 1 A ratio M / S within the range realized good impact resistance judgment and good productivity. Thus, the influence from the average inner diameter D1, the average outer diameter D2, and the length L is estimated to be small. Furthermore, regardless of the shape of the surface of the center electrode 20 that contacts the first seal portion 60, when the ratio M / S is large, the adhesion between the center electrode 20 and the first seal portion 60 is improved. Impact can be improved. And when ratio M / S is small, since it is suppressed that the part where the material of the 1st seal | sticker part 60 cannot reach on the surface of the center electrode 20 is suppressed, productivity can be improved. Thus, the above preferred range of ratio M / S is estimated to be applicable to various combinations of average inner diameter D1, average outer diameter D2 and length L, and the first seal of center electrode 20 It is estimated that the present invention can be applied to various shapes of the surface that contacts the portion 60. However, the ratio M / S may be outside the above preferred range.

Ｃ．変形例：
（１）スパークプラグの構成としては、図１、図２の構成に代えて、他の種々の構成を採用可能である。例えば、上記実施形態では、絶縁体１０の対象部分１０Ｌのうち縮内径部１６よりも後端側の内径は一定であったが、これに限られず、縮内径部１６よりも後端側に、軸線ＣＬに平行な方向の位置に応じて内径が変化する部分が設けられていてもよい。また、絶縁体１０の対象部分１０Ｌの外径が、軸線ＣＬに平行な方向の位置に応じて変化していてもよい。また、主体金具５０の内周面のうち対象部分１０Ｌに対向する部分の形状が、対象部分１０Ｌの外周面の形状と異なっていてもよい。このように、対象部分１０Ｌと主体金具５０との間の隙間の大きさが、軸線ＣＬに平行な方向の位置に応じて変化してもよい。通常は、対象部分１０Ｌと主体金具５０との間の隙間がゼロよりも大きい場合には、キャパシタＣの静電容量は、容量評価値Ｃｐに「２πε」を乗じて得られる静電容量よりも小さくなる。従って、絶縁体１０と主体金具５０とのそれぞれの構成（特に、対象部分１０Ｌの構成と、主体金具５０の対象部分１０Ｌに対向する部分の構成）が、上記の実施形態の構成とは異なる場合であっても、容量評価値Ｃｐが上記の好ましい範囲内にある場合には、電極２０、３０の消耗を抑制できると推定される。 C. Variations:
(1) As the configuration of the spark plug, various other configurations can be adopted instead of the configurations of FIGS. 1 and 2. For example, in the above embodiment, the inner diameter of the target portion 10L of the insulator 10 on the rear end side with respect to the reduced inner diameter portion 16 is constant, but is not limited thereto. A portion where the inner diameter changes according to the position in the direction parallel to the axis CL may be provided. Further, the outer diameter of the target portion 10L of the insulator 10 may change according to the position in the direction parallel to the axis CL. Further, the shape of the portion of the inner peripheral surface of the metal shell 50 facing the target portion 10L may be different from the shape of the outer peripheral surface of the target portion 10L. Thus, the size of the gap between the target portion 10L and the metal shell 50 may change according to the position in the direction parallel to the axis CL. Normally, when the gap between the target portion 10L and the metal shell 50 is larger than zero, the capacitance of the capacitor C is larger than the capacitance obtained by multiplying the capacitance evaluation value Cp by “2πε”. Get smaller. Accordingly, the respective configurations of the insulator 10 and the metal shell 50 (particularly, the configuration of the target portion 10L and the configuration of the portion facing the target portion 10L of the metal shell 50) are different from the configurations of the above embodiments. Even so, when the capacity evaluation value Cp is within the above preferred range, it is estimated that the consumption of the electrodes 20 and 30 can be suppressed.

また、中心電極２０の第１シール部６０に接触する面に、ローレット加工が施されていてもよく、複数の凹部と複数の凸部との少なくとも一方が形成されていてもよい。これにより、接触面積Ｍを増大できる。また、中心電極の前方向Ｄｆ側の端面に代えて、中心軸ＣＬに垂直な方向の面（すなわち、側面）が、放電面であってもよい。また、中心電極の形状と接地電極の形状とのそれぞれは、上記の形状に代えて他の任意の形状であってよい。   Moreover, the surface which contacts the 1st seal | sticker part 60 of the center electrode 20 may be knurled, and at least one of a some recessed part and a some convex part may be formed. Thereby, the contact area M can be increased. Further, instead of the end face on the front direction Df side of the center electrode, a face (that is, a side face) in a direction perpendicular to the center axis CL may be a discharge face. Each of the shape of the center electrode and the shape of the ground electrode may be any other shape instead of the above shape.

以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment and a modification, embodiment mentioned above is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and equivalents thereof are included in the present invention.

５...ガスケット、６...第１後端側パッキン、７...第２後端側パッキン、８...先端側パッキン、９...タルク、１０...絶縁体、１０Ｌ...対象部分、１１...第２縮外径部、１２...軸孔、１２ｘ...後開口、１３...脚部、１４...小内径部、１４Ｌ...直線部分、１５...第１縮外径部、１６...縮内径部、１６Ｌ...直線部分、１７...先端側胴部、１８...後端側胴部、１９...大径部、２０...中心電極、２１...外層、２２...芯部、２４...頭部、２７...軸部、２８...端面、２９...第１チップ、３０...接地電極、３１...先端部、３５...母材、３６...芯部、３７...軸部、３９...第２チップ、４０...端子金具、５０...主体金具、５１...工具係合部、５２...ネジ部、５３...加締部、５４...座部、５５...胴部、５６...縮内径部、５７...先端面、５８...変形部、５９...貫通孔、６０...第１シール部、６２...接触線、７０...抵抗体、８０...第２シール部、１００...スパークプラグ、３００...接続部、ｇ...ギャップ、Ｃ...キャパシタ、ＣＬ...中心軸（軸線）、ＳＰ...空間、Ｄｆ...先端方向（前方向）、Ｄｆｒ...後端方向（後方向） 5 ... gasket, 6 ... first rear end side packing, 7 ... second rear end side packing, 8 ... front end side packing, 9 ... talc, 10 ... insulator, 10L ... target part, 11 ... second reduced outer diameter part, 12 ... shaft hole, 12x ... rear opening, 13 ... leg part, 14 ... small inner diameter part, 14L ... Linear part, 15 ... first reduced outer diameter part, 16 ... reduced inner diameter part, 16L ... linear part, 17 ... front end side body part, 18 ... rear end side body part, 19. ..Large diameter part, 20 ... Center electrode, 21 ... Outer layer, 22 ... Core part, 24 ... Head, 27 ... Shaft part, 28 ... End face, 29 ... 1st tip, 30 ... Ground electrode, 31 ... Tip, 35 ... Base material, 36 ... Core, 37 ... Shaft, 39 ... Second tip, 40 ... .. Terminal fitting, 50 ... Main metal fitting, 51 ... Tool engaging part, 52 ... Screw part, 53 ... Clamping part, 54 ... Seat part, 55 ... Body part, 56 ... reduced inner diameter part, 57 ... tip surface, 58 ... deformed part, 59 ... through hole, 6 ... first seal part, 62 ... contact line, 70 ... resistor, 80 ... second seal part, 100 ... spark plug, 300 ... connecting part, g ... gap , C ... capacitor, CL ... center axis (axis), SP ... space, Df ... tip direction (front direction), Dfr ... rear end direction (back direction)

Claims (3)

軸線の方向に延びる軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸孔の先端から自身の先端が突出するように前記絶縁体の内側に保持された中心電極と、
前記軸孔内の前記中心電極より後端側に配置される抵抗体と、
前記軸孔内の前記抵抗体と前記中心電極との間に配置され前記抵抗体と前記中心電極とを接続するシール部と、
を備え、
前記絶縁体は、
前記先端側に向けて内径が小さくなる縮内径部と、
前記縮内径部の前記先端側に設けられた部分である小内径部と、
を備え、
前記中心電極は、前記小内径部よりも前記後端側に配置され前記小内径部の内径よりも大きな外径を有する部分である頭部を備え、
前記絶縁体の前記縮内径部に前記中心電極の前記頭部が支持されているスパークプラグであって、
前記絶縁体のうち、前記縮内径部と前記小内径部との境界から、前記シール部の後端までの部分である対象部分の前記軸線の方向の長さをＬとし、
前記絶縁体の前記対象部分における前記軸孔の平均内径をＤ１とし、
前記絶縁体の前記対象部分の平均外径をＤ２とし、
Ｃｐ＝Ｌ／ｌｏｇ（Ｄ２／Ｄ１）とした場合に、
１．８ｍｍ≦Ｌであり、かつ、Ｃｐ≦１１ｍｍである、
スパークプラグ。 A cylindrical insulator having an axial hole extending in the direction of the axis;
A center electrode held inside the insulator so that its tip protrudes from the tip of the shaft hole;
A resistor disposed on the rear end side of the center electrode in the shaft hole;
A seal portion disposed between the resistor and the center electrode in the shaft hole and connecting the resistor and the center electrode;
With
The insulator is
A reduced inner diameter portion whose inner diameter decreases toward the tip side;
A small inner diameter portion that is a portion provided on the distal end side of the reduced inner diameter portion;
With
The center electrode includes a head that is disposed on the rear end side of the small inner diameter portion and has a larger outer diameter than the inner diameter of the small inner diameter portion,
A spark plug in which the head portion of the center electrode is supported on the reduced inner diameter portion of the insulator,
Among the insulators, the length in the direction of the axis of the target portion that is a portion from the boundary between the reduced inner diameter portion and the small inner diameter portion to the rear end of the seal portion is L,
The average inner diameter of the shaft hole in the target portion of the insulator is D1,
The average outer diameter of the target portion of the insulator is D2,
When Cp = L / log (D2 / D1),
1.8 mm ≦ L and Cp ≦ 11 mm.
Spark plug. 請求項１に記載のスパークプラグであって、
前記絶縁体の前記対象部分における前記軸孔の前記軸線に垂直な断面積の最大値をＳとし、
前記シール部と前記中心電極との接触面積をＭとした場合に、
２．０≦Ｍ／Ｓ≦３．０である、
スパークプラグ。 The spark plug according to claim 1,
S is the maximum cross-sectional area perpendicular to the axis of the shaft hole in the target portion of the insulator,
When the contact area between the seal portion and the center electrode is M,
2.0 ≦ M / S ≦ 3.0,
Spark plug. 請求項１または２に記載のスパークプラグであって、
Ｄ１≦３ｍｍである、スパークプラグ。 The spark plug according to claim 1 or 2,
A spark plug in which D1 ≦ 3 mm.
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